物理第七章 恒定电流 第2讲 电路 闭合电路的欧姆定律.ppt

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1、第2讲闭合电路欧姆定律第七章 恒定电流内容索引基础知识梳理命题点一闭合电路欧姆定律及动态分析 命题点二 电路中的功率及效率问题命题点三 电源和电阻UI 图象的比较课时作业命题点四含电容器电路的分析盘查拓展点基础知识梳理1一、闭合电路的欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律1.内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成反比.2.公式(1)I (只适用于纯电阻电路).(2)E (适用于所有电路).3.路端电压U与电流I的关系(1)关系式：UEIr.正比U外Ir(2)UI图象如图所示.当电路断路即I0时，纵坐标的截距为 .当外电路短路即U0时，横坐标的截距为

2、.图线的斜率的绝对值为.二、电路中的功率及效率问题二、电路中的功率及效率问题1.电源的总功率(1)任意电路：P总 IU内P出P内.(2)纯电阻电路：P总 .电源电动势短路电流电源的内阻IEIU外I2(Rr)2.电源内部消耗的功率P内 IU内P总P出.3.电源的输出功率(1)任意电路：P出 IEI2rP总P内.(2)纯电阻电路：P出I2R_ .I2rIU(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系当Rr时，电源的输出功率最大为Pm .当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小.当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大.当P出Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2r2.P出与R的关系如图所

3、示.4.电源的效率(1)任意电路：100%100%.(2)纯电阻电路：100%100%因此在纯电阻电路中R越大，越大.当Rr时，电源的输出功率最大，则此时电源的效率是不是最大？不是答案解析深度思考深度思考1.判断下列说法是否正确.(1)闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比.()(2)电动势是电源两极间的电压.()(3)当外电阻增大时，路端电压也增大.()(4)闭合电路中的短路电流无限大.()(5)电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压.()(6)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大.()(7)电源的输出功率越大，电源的效率越高.()基础题组自测基

4、础题组自测2.(人教版选修31P63第3题)许多人造卫星都用太阳电池供电.太阳电池由许多片电池板组成.某电池板不接负载时的电压是600 V，短路电流是30 A.则这块电池板的内阻A.2 B.20 C.200 D.2 000 答案3.(人教版选修31P63第4题)电源的电动势为4.5 V、外电阻为4.0 时，路端电压为4.0 V，若在外电路中分别并联一个6.0 的电阻和串联一个6.0 的电阻.则两种情况下的路端电压为A.4.3 V3.72 V B.3.73 V4.3 VC.3.72 V4.3 V D.4.2 V3.73 V答案4.(人教版选修31P66第2题)一个量程为0150 V的电压表，内阻

5、为20 k，把它与一个大电阻串联后接在110 V电路的两端，电压表的读数是5 V.这个外接电阻是A.240 B.420 k C.240 k D.420 答案2命题点一 闭合电路欧姆定律及动态分析1.电路动态分析的两种方法(1)程序法：电路结构的变化R的变化R总的变化I总的变化U端的变化固定支路 变化支路.(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论.2.闭合电路的故障分析(1)故障特点断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零.并联分流I串联分压U短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端电压为零.(2)检查方法电压表检测：

6、如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段被短路.电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置.在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程.欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路，当测量值很小或为零时，表示该处短路.在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源.(多选)(2016江苏单8)如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2，四个电阻的阻值已在图中标出，闭合开关S，下列说法正确的有A.路端电压为10 VB.电源的总功率为10 WC.a、b间电压的大小为5 VD.a、b间用导线连接后，电路的总电流为1

7、A【例1】答案解析分析题组阶梯突破题组阶梯突破1.如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表.初始时S0与S均闭合，现将S断开，则A.V的读数变大，A的读数变小B.V的读数变大，A的读数变大C.V的读数变小，A的读数变小D.V的读数变小，A的读数变大答案分析R2增加并同：变大并同：变大2.如图所示，虚线框内为高温超导限流器，它由超导部件和限流电阻并联组成.超导部件有一个超导临界电流IC，当通过限流器的电流IIC时，将造成超导体失超，从超导态(电阻为零，即R10)转变为正常态(一个纯电阻，且R13)，以此来限制电力系统的故障电流.已知

8、超导临界电流IC1.2 A，限流电阻R26，小灯泡L上标有“6 V6 W”的字样，电源电动势E8 V，内阻r2.原来电路正常工作，超导部件处于超导态，灯泡L正常发光，现灯泡L突然发生短路，则A.灯泡L短路前通过R2的电流为 AB.灯泡L短路后超导部件将由超导态转化为正常态，通过灯泡的电流为1 AC.灯泡L短路后通过R1的电流为 AD.灯泡L短路后通过R2的电流为2 A答案解析3命题点二 电路中的功率及效率问题 如图所示的电路中，两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，则下列说法正确的是A.电流表、电压表的读数均

9、变小B.电源内阻消耗的功率变大C.液滴将向上运动D.电源的输出功率变大【例2】答案分析题眼RL增加并同：变大并同：电压增加串反：变小I变小不确定题组阶梯突破题组阶梯突破3.(多选)在如图所示的UI图象中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线为某一电阻R的UI图线.用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知A.电源的电动势为3 V，内阻为0.5 B.电阻R的阻值为1 C.电源的输出功率为4 WD.电源的效率为50%答案分析E=3V4.(多选)如图所示，图中直线表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是A.电源的电动势为5

10、0 VB.电源的内阻为 C.电流为2.5 A时，外电路的电阻为15 D.输出功率为120 W时，输出电压是30 V答案解析4命题点三 电源和电阻UI 图象的比较图象上的特征物理意义电源UI图象电阻UI图象图形图象表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为0图线上每一点坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的U、I比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小不变图线斜率的绝对值大

11、小内阻r电阻大小【例3】答案解析题眼分析题组阶梯突破题组阶梯突破5.(多选)如图所示，a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线.以下说法正确的是A.电池组的内阻是1 B.电阻的阻值为0.33 C.将该电阻接在该电池组两端，电池组的输 出功率将是4 WD.改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率是4 W答案解析6.(多选)如图所示，直线、分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是A.电源1与电源2的内阻之比是117B.电源1与电源2的电动势之比是11C.在这两种连接状态下，小灯泡

12、消耗的功率之比是12D.在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是12答案解析5命题点四 含电容器电路的分析1.确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压.2.当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压.3.当电容器与电源直接相连，则电容器两极板间电压即等于电源电动势.阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路.开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为【例4】答案解析S断开S闭合分析题眼题眼题组阶梯突破题组阶梯突破7.在如图所示的电路中，R111，r

13、1，R2R36，当开关S闭合且电路稳定时，电容器C带电荷量为Q1；当开关S断开且电路稳定时，电容器C带电荷量为Q2，则A.Q1Q213 B.Q1Q231C.Q1Q215 D.Q1Q251答案解析8.如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置.闭合开关S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动.如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值C.增大两板间的距离 D.断开开关S答案解析增大R1的阻值，并同则电容器U增大，E增大，油滴将向上运动；只增大板间距离d，会使板间E减小，油滴将向下运动，选项C错误；断开

14、开关S，电容器放电，油滴将向下运动，选项D错误.盘查拓展点6含有非理想电表的电路分析含有非理想电表的电路分析题型简述实际电路中电流表内阻不可能为零，电压表内阻也不会是无穷大，电表内阻对电路的影响有时不可忽略.近年来非理想电表对电路的影响、有关电路的计算及非理想电表的非常规接法的应用等问题成为高考题的一大热点.方法突破在分析非理想电表问题时，要明确以下两点：(1)电压表的示数等于通过电压表的电流与其自身内阻的乘积即UIVRV；电流表的示数就等于其两端的电压与其自身内阻之比，即：I .因此可以将非理想电表当作能显示其电压或电流的电阻看待.(2)当电路中存在非理想电压表时，相当于RV与被测电路并联，

15、起分流作用，故读数比理想电压表偏小；当电路中接入非理想电流表时，相当于RA串联在被测电路中，起分压作用，故读数比理想电流表偏小.两个定值电阻R1、R2串联接在U稳定于12 V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1的两端，如图所示，电压表示数为8 V，如果把它改接在R2的两端，则电压表的示数将A.小于4 V B.等于4 VC.大于4 V而小于8 V D.等于或大于8 V【典例1】答案分析题眼R并1R1R并1=2R2R1R并2R22R并2R2课时作业71.如图所示电路，电源内阻不可忽略.开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中A.电压表与电流表的示数都减小B.电

16、压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大，电流表的示数减小D.电压表的示数减小，电流表的示数增大答案解析1245678910 11 123A.电灯L变亮 B.电灯L变暗C.电流表的示数减小 D.电流表的示数增大2.(多选)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强电阻值越大.为探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图2所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光.若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则答案解析1245678910 11 1233.在如图所示电路中，已知电表均为理想仪表，且小灯泡的电阻小于电源的内阻，电流表A、电压表

17、V1、电压表V2的读数分别为I、U1和U2，P为被细线悬挂在两平行金属板间的带电小球，细线与竖直方向间的夹角为，则当滑动变阻器的滑片向右滑动一小段距离的过程中，电流表A、电压表V1、电压表V2读数变化量大小分别是I、U1和U2，下列说法中正确的是A.U2大于U1B.灯泡变亮、细线与竖直方向间的夹角变大C.电源的输出功率变大答案解析1245678910111234.如图所示的电路中，闭合开关S，灯L1、L2正常发光.由于电路突然出现故障，发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是A.R1断路 B.R2断路C.R3短路 D.R4短路答案解析1245678910 11

18、1235.(多选)如图所示，已知电源的内电阻为r，固定电阻R0r，可变电阻R的总阻值为2r，若滑动变阻器的滑片P由A端向B端滑动，则下列说法中正确的是A.电源的输出功率由小变大B.固定电阻R0上消耗的电功率由小变大C.电源内部的电压即内电压由小变大D.滑动变阻器R上消耗的电功率变小答案解析1245678910 11 1236.(多选)如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是A.当R2R1r时，R2获得最大功率B.当R1R2r时，R1获得最大功率C.当R20时，R1获得最大功率D.当R20时，电源的输出功率最大答案解析1245678910 11

19、 123用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率是UI22 W4 W，电源的总功率是EI32 W6 W.选项D正确.7.如图所示，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡的UI图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是A.4 W,8 WB.2 W,4 WC.2 W,3 WD.4 W,6 W答案解析1245678910 11 1238.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点.如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图线(电池内阻不是常数)，图线b是某电阻R的UI图线.在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为A.8.0

20、B.10 C.12 D.12.5 答案解析1245678910 11 1239.(多选)在如图所示的UI图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，在b点，则下列说法中正确的是A.在b点时电源有最大输出功率B.在b点时电源的总功率最大C.从ab，角增大，电源的总功率和输出功率可能 都将增大D.从bc，角增大，电源的总功率和输出功率可能 都将减小答案解析1245678910 11 12310.(多选)如图所示，C16 F，C23 F，R13，R26，电源电动势E18 V，内阻不计，下列说法正确的是A.开关S断开时，a、b两点电势相等B.开关S闭合后，a、b两点间的电流是2 AC.开

21、关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带 的电荷量大D.不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2 带的电荷量大答案解析1245678910 11 12311.在如图所示的电路中，电容器的电容C2 F，电源电压为12 V且恒定不变，R1R2R3R41263，则电容器极板a所带电荷量为A.8106 CB.4106 CC.4106 CD.8106 C答案解析1245678910 11 12312.(多选)如图所示，D是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态.下列措施下，关于P的运动情况说法正确的是A.保持S闭合，增大A、B板间距离，P仍静止B.保持S闭合，减小A、B板间距离，P向上运动C.断开S后，增大A、B板间距离，P向下运动D.断开S后，减小A、B板间距离，P仍静止答案解析1245678910 11 123